Crean rayos simulados para mejorar seguridad de reservas nucleares
Laboratorio federal en Albuquerque perfecciona lo que iniciaron en los 70s: ver de qué forma la Madre Naturaleza puede impactar infraestructuras
Albuquerque, N.M.— Investigadores de uno de los laboratorios federales del país están creando rayos simulados como parte de un esfuerzo para determinar de qué manera todo, desde los componentes de armas nucleares hasta los edificios, pueden soportar lo que hace la Madre Naturaleza.
Están continuando a partir de lo que ya saben acerca de la física de los rayos para asegurarse que la explosión de energía liberada por una descarga eléctrica no afecta áreas sensitivas de un arma, comentó Larry Schneider, quien colabora con el grupo de Ciencias Eléctricas de los Laboratorios Nacionales Sandía.
“La misión primaria de Sandia es asegurarse que las condiciones de operación de las armas nucleares sean ‘siempre y nunca’. Deben funcionar cuando son autorizadas y nunca deben hacerlo de otra manera”, dijo.
“Las descargas eléctricas son una amenaza en el ‘escenario de los nunca’”. El estimulador de rayos del laboratorio Sandía ha estado realizando pruebas desde los años 1970, aunque los oficiales dicen que el enfoque actual está en mejorar el entendimiento detrás del rayo y las maneras como interactúa con varios sistemas.
Investigadores están observando cómo fluye el rayo a través de un entramado de varillas y las fuerzas electromagnéticas que son generadas cuando el alambrado protector es expuesto a corrientes que podrían equivaler a una descarga eléctrica, o sea, a unos 200 kilo amperes.
Una descarga eléctrica puede durar un cuarto de segundo, pero los efectos pueden prolongarse.
A través de un modelo de computadora y pruebas en el simulador, los investigadores pueden asegurarse que los pequeños componentes, subsistemas y armas nucleares reúnan los requisitos necesarios si los rayos pegan directamente en un arma, misil o una aeronave que los vaya transportando.
También se pueden hacer pruebas imitando los rayos que caen en lugares cercanos y generan campos electromagnéticos.
Leonard Martínez del grupo de Ciencias Eléctricas y Experimentos de Sandía, comentó que la mayoría de las pruebas son llevadas a cabo en ejemplos pre-fabricados con muros de concreto reforzados.
Sin embargo, investigadores también han medido las corrientes en lugares en donde hay varillas que no están cubiertas de concreto para entender mejor cómo es que la energía podría ser distribuida en una situación real.
Los resultados de la prueba están siendo comparados con los modelos, así que los investigadores podrán calcular las fuerzas que se esperan en el alambrado protegido.
Cámaras de alta velocidad están ayudando a captar lo que está sucediendo.
El simulador de Sandía crea un impulso eléctrico –como un impacto masivo de electricidad estática– al descargar generadores de alto voltaje.
Una corriente continua puede ser inyectada entre los impulsos, muy parecido a los rayos naturales.
El laboratorio realiza de 200 a 300 pruebas al año, Martínez comentó que los operadores pueden disparar las máquinas varias veces al día.
Todo eso se coloca en una habitación grande que incluye grabadoras de diagnóstico, transmisores de fibra óptica y muros que pueden filtrar olas electromagnéticas.
Se usó en para estudiar explosión en mina de carbón
Además de ayudar a mejorar la seguridad de las reservas nucleares, el simulador también fue usado después de una letal explosión ocurrida en el 2006 en una mina de carbón en el oeste de Virginia.
La Administración Federal de Seguridad y Salud en las Minas, le solicitó a Sandía que estudiara si la energía de un rayo podía viajar bajo la tierra y si puede hacer explotar una mezcla de gas atrapado en una sección sellada de la mina.
Después de pasar días en el sitio, un equipo de Sandía determinó que la corriente de un rayo que cae en la superficie puede generar campos electromagnéticos que se extienden por la tierra.
Los hallazgos formaron parte del reporte que la agencia minera envió al Congreso.